林 怡，戴 奇，邵戎鏑，杜怡婷，陸文虎

(1.同濟大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院，上海 200092；2.高密度人居環(huán)境生態(tài)與節(jié)能教育部重點實驗室，上海 200092)

引言

辦公建筑的規(guī)模及在城市化背景下的長期增長性，其容納人群數(shù)量巨大且逐年增長。大量研究已證明，辦公空間對人員的影響是多方面的，其環(huán)境品質(zhì)對于人的身心健康具有不可忽視的影響或作用[1]。在形成辦公環(huán)境的諸多因素中，光環(huán)境被認為是最為重要的因素之一[2]。光環(huán)境品質(zhì)不僅直接影響員工對于工作任務(wù)的理解與認知，也對員工的情感和情緒狀態(tài)產(chǎn)生作用。尤其是光的非視覺生物效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)以及眾多的相關(guān)研究，讓人們更深刻了解光環(huán)境對于人員身心健康的重要影響。因而，辦公光環(huán)境設(shè)計不僅是學(xué)術(shù)研究的焦點，也越來越受到公眾的廣泛關(guān)注。

進入21世紀，社會變革、經(jīng)濟發(fā)展、技術(shù)進步使得辦公空間在功能屬性、空間布局、活動需求等方面都在發(fā)生巨大變化。首先，創(chuàng)意創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶動了企業(yè)工作模式的變化。管理者更多將自己視為合作團隊的一部分，鼓勵開放性合作和靈活性辦公，移動辦公的比例正在增加。其次，“千禧一代”(Millennials，即1982—2000年出生的人)員工比例將開始不斷增加[3]。這一人群伴隨著電腦/互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展成長，他(她)們聰明、思想靈活，卻具有更大的不穩(wěn)定性[4]。企業(yè)必須考慮如何吸引并留住他們。此外，城市化以及城市高密度化的過程中企業(yè)辦公用房成本相對較高，更多企業(yè)愿意選擇更小的辦公室，更有效地利用每一寸空間。這樣的時代背景以及相關(guān)技術(shù)的推動，辦公空間及其光環(huán)境設(shè)計已發(fā)生了一些顯著的變化。

1 辦公空間設(shè)計趨勢

1)靈活多變的協(xié)作型空間。傳統(tǒng)企業(yè)辦公空間布局模式是管理人員和普通員工分處在不同的空間類型中，獨立的辦公隔間和開放的工作站。然而，新的協(xié)同工作模式下，擁有更多開放空間可以讓更多的人聚在一起，無論是專業(yè)互動還是友好社交都將變得更為有效。千禧一代的員工更樂于離開辦公桌，一天中可能會在不同的位置工作，也更樂于集中在公共場所進行頭腦風(fēng)暴或舉行不太正式的會議討論[5]。這反映到空間設(shè)計，將來辦公室將由更為開放和靈活的協(xié)作型空間構(gòu)成，讓員工有可能更為有效或更具創(chuàng)造性地使用工作空間。

2)個性化的表現(xiàn)。雖然辦公空間設(shè)計總是被要求能夠體現(xiàn)出企業(yè)文化，但對于新時代的企業(yè)，通常的高效簡明的辦公風(fēng)格已難以打動人心。開放、自由、寬松、藝術(shù)化，具有獨特性的室內(nèi)風(fēng)格更利于企業(yè)獲得千禧一代的認同感和歸屬感。因此，關(guān)注千禧一代的工作體驗的企業(yè)管理者更加樂于增加室內(nèi)裝修及設(shè)施的投入，通過個性化設(shè)計增加空間吸引力，改善辦公空間的舒適度，采用更少的私人辦公室和更多的合作空間及休息室，將工作場所變得更加舒適，提升員工福祉，從而提高生產(chǎn)力。

3)生命親和設(shè)計(Biophilic design)。Biophilic源于“biophilia”(熱愛生命的天性)一詞。生命親和設(shè)計則是指基于人類進化理論提出的，意為與生命、自然之愛相關(guān)的設(shè)計[6]。由于自然及生命過程對人類的天生吸引力，將自然的直接或間接元素結(jié)合到建筑環(huán)境中，可以減少員工工作壓力，提高專注力，創(chuàng)造力、參與度和認知能力。研究認為，生命親和設(shè)計可幫助提高8%的生產(chǎn)力，13%的幸福感[7]。蘋果、谷歌和亞馬遜等企業(yè)作為工作場所設(shè)計先鋒早已不遺余力地投資生命親和設(shè)計元素，并成為其“人才爭奪戰(zhàn)”的強有力手段。

4)健康設(shè)計。過去的20多年間，出于對可持續(xù)發(fā)展的認識，美國的LEED(Leadership in Energy and Environmental Design)標準，中國《綠色建筑評價標準》、德國的DGNB(Deutshe Gesellschaft Nachhaltiges Bauen e.V.)標準、英國的BREEAM(Building Research Establishment Environmental Assessment Method)標準都強調(diào)環(huán)境保護、優(yōu)化治理、節(jié)能減排的要求，體現(xiàn)了對建筑與自然環(huán)境關(guān)系的重視。但建筑與人的健康關(guān)系問題卻是相對薄弱的一環(huán)。2014年，美國國際健康建筑研究中心(International WELL Building Institute，IWBI)正式發(fā)布WELL建筑標準(WELL Building Standard)[8]。作為一部專門針對人體健康的現(xiàn)代建筑設(shè)計與評價標準，反映出建筑與人體健康之間的關(guān)系正在受到越來越多的重視，已開始引領(lǐng)辦公室內(nèi)設(shè)計在健康設(shè)計領(lǐng)域的探索和發(fā)展。

總體上，關(guān)注健康與福祉已經(jīng)成為未來設(shè)計的發(fā)展趨勢，辦公空間設(shè)計應(yīng)重視健康與福祉的設(shè)計趨勢，用以包容各時代的員工，提高團隊績效，增強企業(yè)對人才的吸引力和凝聚力。

2 以人為本理念下的設(shè)計平衡

建筑設(shè)計行業(yè)大趨勢的轉(zhuǎn)變也反映或促進了作為建筑室內(nèi)環(huán)境重要構(gòu)成的光環(huán)境設(shè)計上的關(guān)注焦點的變化。辦公空間光環(huán)境設(shè)計配合室內(nèi)設(shè)計的變化以及設(shè)計理念的調(diào)整，首先呈現(xiàn)出的是對于人的高度關(guān)注。

作為室內(nèi)設(shè)計的一個專項，辦公光環(huán)境設(shè)計近年來同樣呈現(xiàn)出從強調(diào)節(jié)能的綠色照明轉(zhuǎn)向強調(diào)健康的以人為本照明(human centric lighting)的傾向，對于健康的關(guān)注也已從視覺心理需求擴展到生理節(jié)律需求。雖然“以人為本”一直是設(shè)計界最樂于使用的口號之一，但更多的照明設(shè)計只是停留在形式層面。真正的以人為中心，應(yīng)切實從人的各方面需求出發(fā)，應(yīng)更為關(guān)注辦公人群的行為方式、心理特征、情緒認知、生理節(jié)律等要素，從視覺效果、心理作用、生理效應(yīng)到控制模式的各個層面對人體身心健康需求進行響應(yīng)。出于企業(yè)對員工，尤其是千禧一代生理、心理層面需求的重視度提高，雖然以人為本的照明隨之而來的是設(shè)備成本的提高，但仍將逐步獲得廣泛接受。

2.1 平衡視覺、情緒和生理綜合需求

中國傳統(tǒng)哲學(xué)一直提倡“天人合一”，講究人順應(yīng)自然的合理性和必要性。在學(xué)術(shù)界對于光健康開展的多角度研究后，人們逐步了解人體節(jié)律與外部環(huán)境光-暗節(jié)律同步對人體身心健康影響巨大的生理依據(jù)。重新認識人的全方位需求，在利于視覺健康的同時，亦有助于人類情緒健康與生理節(jié)律健康。照明的目標亦不再局限于視覺需求，而是獲得視覺、情緒和生理需求的一種平衡。以往為了提高夜班人員的工作效率，采用高照度高色溫的照明，在今天看來是不考慮員工節(jié)律健康的粗暴態(tài)度。對于消防隊，醫(yī)院和警察這些輪班工作不可避免的空間，顧及人應(yīng)有自然晝夜節(jié)律，確保在恰當(dāng)?shù)臅r間給予恰當(dāng)?shù)墓獯碳に?，而不是在夜間人為地調(diào)整睡眠周期或過度刺激，則是利用光的生物有效性來改善人員健康與福祉的更為有效做法。

至此，辦公室照明已從一成不變的模式慢慢演化出照度可調(diào)、色溫可調(diào)，乃至照度和色溫可根據(jù)時間根據(jù)人體需求調(diào)整的自動模式，亦從純粹的白光照明演化為局部可控的彩色模式(圖1)。這都是基于人體生理節(jié)律對于光照在不同時刻的不同需求，以及人員心理對于色彩及變化的情緒上的需求，而逐漸出現(xiàn)的設(shè)計趨勢。而隨著研究人員對于光生物效應(yīng)認識的深入，依據(jù)節(jié)律需求的光譜可調(diào)照明系統(tǒng)也許將首先在辦公照明中得以實現(xiàn)。

圖1 奧地利布雷根茨地區(qū)警察局的區(qū)域控制中心照明改造工程采用的照度和色溫隨時間調(diào)整的照明模式[10]Fig.1 The tunable white lighting solution to deliver exactly the right light at precisely the right time in the Area Control Centre of the Vorarlberg State Police in Bregenz, Austria.

2.2 更為充分地利用自然光

眾所周知在辦公空間充足的自然光有利于改善人員情緒和提高工作效率，也利于節(jié)約照明能耗。近20多年學(xué)術(shù)界對于光的非視覺生物效應(yīng)的持續(xù)關(guān)注和研究，使得人們更進一步認識到自然光對于人員節(jié)律健康的重要性。自然光由于其強度、光譜構(gòu)成、作用時間等方面的特點，是調(diào)節(jié)人體晝夜節(jié)律系統(tǒng)最為理想的來源，設(shè)計師應(yīng)該更為充分利用這種寶貴的照明光源。

無論辦公室的大小和位置如何，照明設(shè)計師都應(yīng)該設(shè)法為工作者提供一個光線充足的適合工作的空間。外墻采光口控制自然光線進入辦公空間的方式和數(shù)量，而內(nèi)部的空間分隔、界面材質(zhì)以及家具布置則可能影響自然光在空間內(nèi)的分布。充分利用自然光將促使照明設(shè)計師在項目更早的方案階段就與建筑師、開發(fā)商或業(yè)主進行協(xié)商討論，確定相應(yīng)的采光策略，也將要求人工照明系統(tǒng)更充分地考慮與自然光的協(xié)調(diào)與配合。

2.3 個性化、藝術(shù)化的照明及燈具設(shè)計

在以效率和經(jīng)濟為目標的辦公空間，照明系統(tǒng)通常采用的是最為簡單、高效的面板燈、格柵燈或熒光燈支架吊燈均布照明的方式。燈具選用上也更看重產(chǎn)品的經(jīng)濟性和實用性，即便有形式的需求也都是在原有的形式框架下的小變化。然而隨著對辦公空間個性化的追求，燈具也成為工作空間的造型要素，定制化燈具也將在辦公空間更為普遍。

最令人耳目一新的設(shè)計是諾曼·福斯特建筑事務(wù)所的彭博歐洲總部。定制的吊頂系統(tǒng)在10厘米的厚度中有效集成了制冷、照明和聲學(xué)三項功能，并形成獨特的藝術(shù)效果。冷吊頂結(jié)構(gòu)外側(cè)的200多萬個三維立體的梭形金屬花瓣(圖2)，不僅是視覺上的造型要素，還起到了天然的防眩光作用?；ò晗嘟惶幍某^50萬個的微型單顆LED燈在低于最大功率輸出的情況下，仍可獲得均勻的300 lx照度，更比典型的辦公室熒光燈照明系統(tǒng)減少40%能耗(圖3)。

圖2 LED集成吊頂系統(tǒng)Fig.2 LED-integrated ceiling system

圖3 彭博新歐洲總部辦公區(qū)Fig.3 The Office space in the new Bloomberg European Headquarters

這種顛覆傳統(tǒng)思路，設(shè)置大量小功率燈具的做法使得彭博總部大樓的辦公空間呈現(xiàn)出均質(zhì)化的閃爍，營造出一個充滿活力，獨特和鼓舞人心的工作空間。雖然該套系統(tǒng)難以復(fù)制，這種技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的個性化設(shè)計已成為辦公設(shè)計的典范，并代表了一種對個性化極致追求的設(shè)計趨勢。

2.4 光健康相關(guān)標準的應(yīng)用

光生物輻射安全、光視覺效應(yīng)、光生理節(jié)律的非視覺影響已成為衡量照明是否健康的三個標尺[9]，照明領(lǐng)域CIE、IEC、ISO 等國際組織在光健康的標準化方面積極開展相關(guān)技術(shù)規(guī)范編制工作。

以往建筑行業(yè)的《建筑照明設(shè)計標準》(GB 50034—2013)、《住宅健康性能評價標準》、BREEAM、LEED等多聚焦于視覺舒適、節(jié)能、天然采光等。WELL標準的頒布對于照明設(shè)計行業(yè)的影響是顯而易見的，它首次明確提出辦公空間的節(jié)律照明設(shè)計(Circadian Lighting Design)要求，對工作區(qū)域的黑視素光照強度(Melanopic Light Intensity)提出控制要求，規(guī)定辦公空間 75% 以上面積的光照水平(包括日光)應(yīng)大于250EML(地面以上1.2 米垂直向前方向)，且滿足每天至少4小時達到此照明水平(注：EML即視黑素等效勒克斯)。

與基于視覺的光譜光效率函數(shù)的照度指標不同，EML是基于哺乳動物視黑素對不同波長光譜的敏感度的視黑素光譜光視效能函數(shù)計算而得，被認為是符合人體非視覺響應(yīng)規(guī)律的一種光度量方法[10]。以往的設(shè)計過程，由于缺乏評價指標以及量化方法，健康照明或節(jié)律照明更多只停留于高、低色溫的選用。EML指標的使用，將對照明光譜的優(yōu)化起到指導(dǎo)作用，使得節(jié)律照明設(shè)計更為精準化。

雖然WELL標準在光環(huán)境領(lǐng)域推出的健康概念和指南只是一個獨立的非政府組織的產(chǎn)品，且目前的大多數(shù)設(shè)計并未能跟上工作場所的健康和生產(chǎn)力需求的發(fā)展趨勢，但使用者們可能會視其為辦公空間的附加價值，或?qū)φ彰髟O(shè)計觀念及其產(chǎn)品技術(shù)革新產(chǎn)生巨大的推動作用?？梢灶A(yù)見，健康照明的要求將在不遠的將來能成為一種基本達標要求。

3 技術(shù)迭代的應(yīng)用與探索

未來的工作場所，更加快捷的技術(shù)將是占絕對支配地位的存在，人員的各種活動都將高度依賴技術(shù)支撐[11]。辦公室燈具則將不再僅僅提供照明功能，而成為各種新型功能的最佳載體，智能組件、傳感器、內(nèi)置無線連接等都將成為照明系統(tǒng)的必備部分，諸如“數(shù)字照明”、 “物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”、 “Li-Fi”等也將成為照明行業(yè)的流行語。

3.1 人工智能應(yīng)用

智能控制的興起是與LED技術(shù)的崛起密切相關(guān)的。LED可以調(diào)光、調(diào)色、可以發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使得智能控制技術(shù)得以發(fā)揮更廣泛的作用。用戶界面的改進、智能手機和平板電腦的普及也將進一步提升智能控制的接受度。而隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于辦公照明系統(tǒng)的智能控制已指日可待?！白詫W(xué)”算法為接入物聯(lián)網(wǎng)的照明系統(tǒng)提供了主動適應(yīng)性環(huán)境的可能性，它通過可以感知、預(yù)測，并響應(yīng)使用者的特定需求，進一步實現(xiàn)“以人為本”的要求，同時大大節(jié)約照明能耗。將其運用于辦公場所，可以應(yīng)對更為靈活的工作模式和時間，也意味著更舒適，更個性化和更高的生產(chǎn)力，這將成為今后智能辦公空間的優(yōu)選模式。

3.2 可見光無線通信技術(shù)

Li-Fi(Light Fidelity)可見光無線通信技術(shù)是通過以人眼不可見的方式調(diào)制LED的光線，發(fā)出高速光脈沖作為傳輸媒介完成無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)[12](圖4)。該技術(shù)因為可用頻帶寬、通信儲量大、傳輸效率高以及能耗低等特點，自誕生之日就得到通信領(lǐng)域的廣泛關(guān)注[13]。短短幾年間，Li-Fi技術(shù)得到高速發(fā)展，部分產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。pureLiFi公司于2016年底推出首款Li-Fi智能燈泡，飛利浦宣布在一家法國的房地產(chǎn)投資公司辦公室內(nèi)正式應(yīng)用Li-Fi技術(shù)，LG、三星、東芝、思科等公司也加大力度進行Li-Fi技術(shù)的新研發(fā) 。

圖4 Li-Fi技術(shù)原理圖Fig.4 Li-Fi schematic diagram

相對于Wi-Fi，Li-Fi保密性更強，且不會產(chǎn)生無線電信號干擾[14]，因此在其商業(yè)化之前主要在一些具有特定安全需求的場所使用，如飛機機艙內(nèi)。隨著Li-Fi技術(shù)的商業(yè)化，應(yīng)用該技術(shù)，并據(jù)此創(chuàng)建超精確、低成本的室內(nèi)定位系統(tǒng)也將成為辦公照明系統(tǒng)的附加功能。

3.3 照明互聯(lián)網(wǎng)

LED照明技術(shù)、數(shù)字控制以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)讓辦公室照明系統(tǒng)成為人員，設(shè)備和系統(tǒng)通過藍牙或Li-Fi連接到互聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，從而創(chuàng)建了一個照明互聯(lián)網(wǎng)(Internet of Lighting， IoL)[15]。IoL在將照明系統(tǒng)接入互聯(lián)網(wǎng)的同時，也可提供更好的照明，以配合辦公人員的活動模式，提高舒適度和生產(chǎn)力，并可提供與照明相關(guān)的新服務(wù)，如設(shè)施管理、能源消耗監(jiān)控或安全管理[16]。辦公室工作人員則可以據(jù)此個性化照明環(huán)境以獲得個性化的舒適度，并且實現(xiàn)遠程管理，從而減少碳足跡。

固定辦公桌可能仍然是辦公空間不可或缺的部分，但云平臺和移動數(shù)據(jù)終端允許工作人員隨意走動，在任何喜歡的地方工作。人們將不再只固定于辦公大樓的某個工位，而是在開放式辦公樓層更靈活地占用和使用空間。這種新的工作方式也在對辦公樓的管理方式提出新的要求。利用Li-Fi或藍牙技術(shù)形成IoL，結(jié)合智能數(shù)字控制技術(shù)，無疑將成為支持未來辦公空間高效使用與管理的最為有力的技術(shù)支持。

4 結(jié)束語

過去的幾十年間，現(xiàn)代建筑室內(nèi)設(shè)計以舒適感與節(jié)能性作為其主要設(shè)計目標。但隨著數(shù)字媒體時代的發(fā)展以及人們在可持續(xù)發(fā)展意識上對自身健康關(guān)注的增強，辦公建筑作為當(dāng)代建筑的重要組成部分，代表著大量設(shè)計實踐，已成為人性化設(shè)計、新技術(shù)應(yīng)用的踐行基地。健康需求及技術(shù)迭代帶來的便利性也已在辦公光環(huán)境中得以探索性實踐應(yīng)用。在人的需求層面，強調(diào)“以人為本”的理念，帶來了“平衡視覺、情緒和生理綜合需求”，“更充分利用自然光”，“強調(diào)個性化、藝術(shù)化的照明及燈具設(shè)計”以及“光健康相關(guān)標準的推廣應(yīng)用”的設(shè)計趨勢；在技術(shù)層面，快速的技術(shù)迭代也使得“人工智能的應(yīng)用”，“可見光無線通信技術(shù)”，“照明互聯(lián)網(wǎng)”亦將成為辦公照明系統(tǒng)的提升效率、節(jié)約能耗、便于管理的增值技術(shù)。辦公光環(huán)境直接影響數(shù)量龐大辦公人員的工作效率和身心健康，如何將技術(shù)、藝術(shù)緊密結(jié)合，實現(xiàn)工作效率與員工福祉的雙重保障，成就個性化辦公室內(nèi)空間，將是設(shè)計研究人員持續(xù)探索的目標。